恒河猴脑结核与大脑β淀粉样蛋白沉积的相关性研究

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[目的]   选取自发性感染结核的恒河猴作为研究对象,通过结核菌素皮下试验(Tuberculin Skin Test,TST)初步诊断、组织病理检查确诊为结核感染后,进一步检测脑部β淀粉样蛋白(β-amyloid,Aβ)的沉积情况。通过分析脑部结核感染与阿尔茨海默病(Alzheimers disease,AD)脑部特征性沉积物Aβ,β分泌酶(β-secretes,BACE)和星形胶质细胞(Astrocyte,AST)的相关性,为AD的发病机制及防治研究提供新思路。   [方法]   1.实验动物   研究对象为3只恒河猴:A猴(No.G05032)和B猴(No.G05008)为自发性结核感染恒河猴,来源于猴场养殖过程中TST检测阳性的猴,C猴(No.89001)为空白对照健康恒河猴,TST检测阴性。   2.结核感染的组织病理诊断   将恒河猴处死后,进行病理检查的组织器官包括:大脑、小脑、延髓、肺脏、心脏、肝脏、脾脏、肾脏、胃肠道、泌尿生殖系统、胸廓、肺门淋巴结、腹股沟和腋窝等位置的浅表淋巴结。组织器官取材后置于中性甲醛固定液中固定,常规石蜡包埋制作组织切片,HE染色,显微镜下观察病理变化。   3.脑部β淀粉样蛋白沉积及相关指标检测   利用免疫组织化学染色法和图像分析系统,检测恒河猴大脑枕叶、海马和基底核组织切片的Aβ沉积及相关指标:①Aβ1-42:Aβ神经毒性较强的亚型;②BACE-1:Aβ合成的主要限速酶—β分泌酶(β-secretes,BACE)的主要存在形式③GFAP:清除Aβ的主要细胞—星形胶质细胞(Astrocyte,AST)的特异性标志物。   [结果]   1.恒河猴感染结核的组织病理诊断结果   显微镜下组织病理检查结果显示:A猴:肺门淋巴结、肺脏、脾脏、肾脏可见典型的结核病变,大脑可见结核瘤;B猴:肺脏、脾脏出现了典型结核病变;肝脏出现增生性病灶,病灶中心干酪样特征不明显,脑部未见结核病变;C猴:各组织器官未见结核病变。   2.恒河猴脑结核组织病理特征   在本实验的3只恒河猴中,只有在A猴中发现脑部结核病变,结核病变出现在大脑枕叶区域及相邻组织,枕叶结核瘤病灶镜下显示大面积干酪样坏死,病灶中心见干酪样坏死物质和钙盐沉积,外围见上皮样细胞和巨噬细胞层、成纤维细胞形成的包裹和淋巴细胞带,病灶周围的血管见“套袖样浸润”。在大脑枕叶结核瘤周围的脑组织、大脑顶叶及海马区可见出现不同程度的神经元损伤。   3.恒河猴脑部β淀粉样蛋白沉积及相关指标检测情况   对恒河猴大脑枕叶、海马和基底核组织切片的Aβ沉积及相关指标免疫组化检测结果显示:A猴基底核区的Aβ1-42,BACE-1阳性细胞数量与B猴、C猴比较显著增多(P<0.05);A猴大脑枕叶,基底核区,海马齿状回GFAP阳性细胞的数量与B猴、C猴比较显著增多(P<0.05);B猴大脑枕叶、基底核区及海马齿状回的Aβ1-42、BACE-1、GFAP阳性细胞数量与C猴比较,均未出现显著差异(P>0.05)。   [结论]   本研究结果显示,在结核杆菌侵袭至脑组织形成结核病灶的结核恒河猴中,发现其大脑出现β淀粉样蛋白沉积,而在无脑结核病灶的结核恒河猴中,未出现大脑出现β淀粉样蛋白沉积。脑结核猴脑中Aβ沉积的产生与增多,原因可能是结核感染诱导具有抗菌活性的Aβ表达增多;或者结核感染刺激脑内BACE-1生成增多,进而使Aβ合成增多;同时,结核感染使活化的星形胶质细胞数量增加,增强了Aβ合成沉积的趋势。在上述相互关联、功能多样的调控机制下,总体使脑内Aβ沉积增多。大脑结核感染与脑内β淀粉样蛋白沉积伴随出现,提示了大脑结核感染可能与阿尔茨海默病的发生发展过程密切相关。
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